【摘要】：水分子為極性分子,在氣溶膠增長的過程中,小氣溶膠分子會吸附帶電粒子而充電,當溫度、濕度達到要求時,在電場的作用下,空氣中的水分子會與小氣溶膠顆粒碰撞結(jié)合,最終形成一定規(guī)模的水滴并落下形成降雨�；谠撛淼膸щ娏Ｗ哟呋斯そ涤暄┘夹g(shù)作為近年來一項新型的人工降雨雪催化技術(shù),正受到越來越多的關注。而帶電粒子正是用于吸附空氣中水分子的凝結(jié)核,帶電粒子濃度越高,產(chǎn)生的局部電場越強,聚合形成水滴、產(chǎn)生降雨的概率越大。產(chǎn)生帶電粒子就需要高效的帶電粒子發(fā)生裝置。電暈放電利用曲率半徑較小的電極附近極高的場強使得空氣電離產(chǎn)生帶電粒子,利用電暈放電產(chǎn)生穩(wěn)定的粒子源是目前比較可靠、有效的獲取帶電粒子的手段。本文在“天水工程”項目背景下,詳細的介紹了正、負電暈放電的原理并給出了常溫常壓下空氣中線筒結(jié)構(gòu)直流電暈放電的簡化了化學反應過程但不失準確性的基于流體-化學反應模型的仿真模型;詳細分析了常見的電暈放電結(jié)構(gòu),并對多種結(jié)構(gòu)通過原理分析、仿真分析進行對比,選擇了線線式電極結(jié)構(gòu)作為帶電粒子發(fā)生裝置的基本結(jié)構(gòu)�；趐eek經(jīng)驗公式以及Kaptsov理論等原理引入簡化模型,通過對靜電場和電流連續(xù)性偏微分方程的聯(lián)合仿真,解決了長期以來線線電極結(jié)構(gòu)電暈放電在較大尺寸背景下難以求解的問題。并使用該仿真方法結(jié)合實驗手段深入分析了線線電極結(jié)構(gòu)的線徑、同極性線間距、異極性線間距、放電電壓、電極線數(shù)量、溫度等變量對放電參數(shù)的影響,提出了線線電極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法,并給出了具體的優(yōu)化方案。最后通過在湖南省長沙市長沙縣國家電網(wǎng)防災減災重點實驗室大型人工氣候室進行了人工降雨實驗,成功驗證了由本文方法設計的帶電粒子發(fā)生裝置的可行性與高效性。
【圖文】：

圖 2-1 正電暈放電原理圖加正極性高壓作為電暈電極，收集電極接低電壓或接地，電射線或光致電離等激發(fā)的自由電子被很大的電場所加速，并移動，在距離電暈電極表面幾百微米內(nèi)的等離子體區(qū)域內(nèi)與電離，產(chǎn)生自由電子和正離子，新產(chǎn)生的電子再次被庫侖力，即產(chǎn)生了電子崩。最終以電子崩形式自持放電，等離子體負離子，且電極表面覆蓋著均勻、暗淡的藍光。時，自由電子也可以附著于負電性氣體分子如 O2等形成負離可能與正離子發(fā)生復合，電子的附著和復合過程都可能降低極的區(qū)域具有足夠高的平均能量來維持凈電離過程的發(fā)生，的增大，平均電場能下降，附著和復合的速率增加而電離速離速率相等時，，該處即為電離區(qū)和遷移區(qū)的邊界。此時，僅集電極移動，任何穿過該邊界的負離子或電子都會被重新吸

圖 2-2 負電暈放電原理圖電暈機理，負電暈放電中負電壓加為電暈電極上，收集電極電暈放電一樣，負電暈的自持過程也依靠電子崩的發(fā)展，但中二次電子的主要來源為電暈電極表面的場致發(fā)射，因此，及其逸出功也可能對放電過程產(chǎn)生較大影響[10]。面，在負電暈放電中，電子在轟擊其他中性分子時會推動某中一個重要產(chǎn)物就是臭氧，負電暈放電中臭氧濃度比正電暈覺上也呈現(xiàn)出刷狀藍紫色光[19]。h 等人利用仿真計算的方法得出結(jié)論：水分子更親和于陰離子陽離子。而 BrodsKaya 等人通過對簇團形成的動態(tài)仿真中也在論文中提出離子極化效應對核化的影響。作者把水的極性仿真中得出，在相同的離子大小下，負離子更容易成核并使是在相同的電荷數(shù)量的情況下，負離子的效果要強于正離子
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O461.2;P481

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

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本文編號：2650015